VARIACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE Calycophyllum

VARIACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE Calycophyllum
spruceanum (Benthan) Hooker F. ex Chuman (CAPIRONA) DE UNA
PLANTACIÓN DE OCHO AÑOS EN LA ZONA TINGO MARÍA, PERÚ
RESUMEN
Miller Díaz Ruiz1*, Robert G. Pecho de la Cruz1, David Guarda Sotelo2
El presente trabajo se realizó en la Universidad Nacional Agraria de la Selva,
Facultad de Recursos Naturales Renovables, Área de Tecnología y
Aprovechamiento de la Madera; con el propósito de determinar
las
Propiedades Físicas de una plantación de 8 años de edad de la especie
Calycophyllum spruceanum conocido vulgarmente como “capirona”.
Para determinar las propiedades físicas de la especie se tuvo en cuenta las
orientaciones norte y sur, para el análisis estadístico se utilizó el programa
SAS, estableciendo para el análisis los datos de los tipos de muestra con
respecto a las propiedades físicas, un diseño en bloques completamente al
azar (DBCA) con sub-unidades de muestreo, con cinco bloques y cuatro
tratamientos. Donde los bloques son los árboles y los tratamientos son las
trozas (cuatro) obtenidas cada dos metros desde la base hasta el fuete.
Aplicando las Normas del Instituto de Investigación Tecnológica y de Normas
Técnicas (ITINTEC).
Los resultados obtenidos, densidad básica de 0,640 g/cm 3, contenido de
humedad 68,72%, contracción longitudinal 0,208%, contracción radial 3,313%,
contracción tangencial 6,561, contracción volumétrica 9,63% y la relación T/R
2,095%. Asimismo la densidad básica, como las demás propiedades resaltaron
más en orientación sur.
Palabras clave: Calycophyllum spruceanum, propiedades físicas de la madera,
cambio dimensional.
VARIATION OF THE PHYSICAL PROPERTIES FROM Calycophyllum
spruceanum (Benthan) Hooker F. ex-Chuman (CAPIRONA) OF A
PLANTATION OF EIGHT YEARS IN THE ZONE TINGO MARIA, PERU
The present research work was carried out at the Technological and Impruved
Word Area, Natural Renewables Resourses Facullty, Foresty National Agrarian
University – Tingo Maria, with the purpose to determine the physical properties
of a 8 year plantation of Calycophyllum spruceanun, common knew as
capirona.
In order to determine the physical properties of the tree it was need to take
acount the north south orientation, to the stadistical analysis S.A.S program
was used, establishing to the analysis the different samples with respect to the
physical properties, bock complete ramdom design (BCRD) with sub-units of
samples, with five blocks and four treatments, where the blocks
were the trees and the logs the treatments (four) obtained each two meters from
the base until the (stem shaff) whip, applied the Technicnological Research
Institute norms ans the technical normas (ITINTEC).1
1
Facultad de Recursos Naturales Renovables, Universidad Nacional Agraria de la Selva, Tingo Maria. Av.
2
Univeritaria s/n. Km 1.5, Facultad de Agronomia, Universidad Nacional Agrária de la Selva, Tingo Maria.
Av. Univeritaria s/n. Km 1.5*[email protected]
Results obtained: basic densinty 0,640 g/cm3, humidity contain 68,72%,
longitudinal contraction 0,208%, radial contraction 3,313%, tangencial
contraction 6,561%, volumetric contraction 9,636% and relation T/R 2,095%. At
the same time the basic density and the other properties resulted more with
south orientation.
Keywords: Calycophyllum spruceanum, physical properties of the wood,
dimensional change of the wood.
I. INTRODUCCIÓN
La madera es un material complejo, con propiedades y características que
dependen no sólo de su composición sino, de su constitución o de la manera
en que están colocados u orientados los diversos elementos que la forman.
Para el caso de la industria forestal, las propiedades físicas de la madera
tienen un rol muy importante, puesto que sus variables se relacionan
íntimamente con el proceso, tal como, la densidad, contenido de humedad,
etc., quienes influyen en el comportamiento de la madera (ANANIAS, 1992).
En nuestro país, específicamente en la región Amazónica, los trabajos de
investigación sobre las propiedades físicas de la madera son muy generales,
razón por la cual es necesario estudiarla, debido a que esta información es muy
importante dentro de la industria forestal, para facilitar la labor en el proceso de
transformación y poder dar un uso adecuado.
Por esta razón, es necesario resaltar la importancia de esta investigación por lo
que servirá de base para los diferentes trabajos que se realicen en la industria
maderera, puesto que proporcionará abundante información sobre las
propiedades físicas de Calycophyllum spruceanum (Benthan) Hooker F. ex
Chuman “capirona”.
II. REVISIÓN DE LITERATURA
2.1. Propiedades físicas de la madera
2.1.1. Densidad
ANANÍAS (1992) describe que la densidad de la madera expresa la relación
entre la masa de los distintos tipos de elementos que forman la madera y el
volumen que ellos ocupan. Como la madera es un material poroso, debe
considerarse al referirse a la densidad de la madera el volumen interno de
espacios vacíos existentes.
2.1.1.1. Densidad básica de la madera
Relaciona la masa anhidra de la madera y su volumen con humedad igual o
superior al 30%. La densidad de un cuerpo es el coeficiente formado por masa
y volumen. En la madera, por ser higroscópica, la masa y el volumen varían
con el contenido de humedad; por lo que resulta importante expresar la
condición
bajo la cual se obtiene la densidad. Esta es una de las
características físicas más importantes, ya que esta directamente relacionada
con las propiedades mecánicas y durabilidad de la madera. La densidad varia
ampliamente entre diferentes especies y tipos de madera (CCM, 2003).
2.1.2. Contenido de humedad
PÉREZ (1983) y CUEVAS (2003) mencionan que en un árbol recién cortado,
su madera contiene una importante cantidad de agua, variando el contenido
según la época del año, la región de procedencia y la especie forestal de que
se trate. Las maderas livianas por ser más porosas, contienen una mayor
cantidad de agua que las pesadas.
2.1.3. Contracción de la madera
Es la disminución o pérdida de volumen de la madera, bajo el PSF y se
expresa como porcentaje de la dimensión de la madera en estado verde.
Además, es una de las características más indeseables de la madera y es la
responsable en gran medida, de los inconvenientes y dificultades que se
encuentran con ella en la construcción (PÉREZ, 1983). Esta se produce, como
consecuencia del adelgazamiento de las paredes celulares al perder masa la
celulosa amorfa y aproximarse unas a otras microfibrillas. La contracción es
proporcional al descenso del CH bajo el PSF (CUEVAS, 2003).
2.2. Variación de las Propiedades Físicas
Para KOLLMANN (1959) la madera es un material anisotrópico, pues la
magnitud de una propiedad física o mecánica varía en la dimensión en que se
mida. Se explica por las características anatómicas, fundamentalmente por la
distribución de las microfibrillas en la pared secundaria y la orientación de los
radios.
2.3. Influencia en la madera de los Factores Internos y Externos
PANSHIN y De ZEEUW (1980), han podido establecer que la variabilidad de la
madera está influenciada por diversos factores internos tales como, cambios en
el cambium con respecto a la edad, herencia genética que influye en la forma y
crecimiento de los árboles, TUSSET y DURAN (1979) agrega que también hay
otros factores como los climáticos, edafológicos y condiciones silviculturales
para el crecimiento a los que denomina externos.
2.4. Factores que inciden en el secado de la madera
2.4.1. Factores de la madera
2.4.1.1. Influencia de la estructura anatómica
Según SOLANO (1998), considerando que las células son alargadas y en su
mayoría dispuestas en el sentido paralelo al eje del árbol, comunicadas entre si
por punteaduras y perforaciones se deduce que el movimiento del agua dentro
de la madera y de allí a la superficie se efectúa con mayor facilidad en
dirección longitudinal. Teniendo en cuenta los tres diferentes planos,
determinados por el eje del árbol los radios leñosos y los anillos de crecimiento
se ha establecido que la madera en el sentido longitudinal se seca en promedio
tres veces más rápido que en el sentido radial y dos veces más que en el
sentido tangencial. El tamaño de las células los contenidos que posean y la
proporción de cada una de ellas en el leño tienen también influencia en el
secado.
2.4.1.2. La higroscopicidad
SOLANO (1998) manifiesta que la higroscopicidad, es la característica que
tienen los cuerpos porosos, entre ellos la madera de perder o ganar humedad
de acuerdo al medio ambiente donde se encuentra. Esta propiedad tiene gran
influencia en el secado ya que mediante ella se logra que la madera pierda
humedad, cambiando las condiciones climáticas del sitio donde se encuentre,
(horno de secado). En un clima cualquiera la madera adquiere un contenido de
humedad determinado que se conoce como CHE.
2.4.1.3. La anisotropía
De acuerdo a SOLANO (1998), la anisotropía es la característica que hace que
la madera al perder humedad varíe sus dimensiones en diferentes
proporciones en cada una de las tres direcciones (longitudinales, tangencial y
radial). Esta propiedad tiene que ver con los defectos que se presentan en la
madera durante el proceso de secado, ya que la mayoría de ellos son
producidos por efectos de las contracciones o disminuciones de dimensiones
diferentes de cada uno de los tres planos y se presentan después que la
madera ha perdido el agua libre y empieza a perder el agua fija. La contracción
tangencial es mayor que la radial y esta mayor que la longitudinal pudiendo
decirse que la tangencial fluctúa entre 3,5% a 15%, la radial varía entre 2,4% a
11% y la longitudinal varía entre 0,1% a 0,9%. La relación entre la contracción
tangencial y la contracción radial es el coeficiente de estabilidad dimensional
(CED). Si esta relación fuera igual a 1 las deformaciones por efectos del
secado serían despreciables, pero lo normal es que ese coeficiente sea mayor
de 1.5, entonces la disminución desigual de dimensiones tiende a producir
deformaciones que en muchos casos aumentan las pérdidas de madera
durante el proceso de secado. El valor del CED incide directamente sobre la
duración del secado porque no se podrá aplicar un secado forzado a una
especie que tenga un alto CED. La contracción volumétrica tiene mucha
influencia durante el proceso de secado ya que si la disminución de volumen
supera la resistencia de cohesión entre las células, se presentan grietas,
rajaduras y deformaciones si el secado es muy rápido. La contracción
volumétrica total de una madera es la suma de sus tres contracciones y de
acuerdo a ella las maderas se pueden clasificar así: contracción baja (0,35%),
contracción moderada (0,36% - 0,55%), contracción alta (0,56% - 0,75%),
contracción muy alta (0,76% - 1,00%)
III. MATERIALES Y MÉTODOS
3.1. Lugar de ejecución
Los ensayos físicos se realizaron en el Área de tecnología y Aprovechamiento
de la Madera de la Facultad de Recursos Naturales Renovables de la
Universidad Nacional Agraria de la Selva (UNAS), ubicado en la ciudad de
Tingo María, distrito Rupa Rupa, provincia de Leoncio Prado, departamento de
Huánuco. Las coordenadas geográficas son: latitud Sur 09° 09’ 00” y longitud
Oeste 75° 57’ 00”. Altitud 660 m.s.n.m. temperatura 24.2 °C. precipitación
medio anual 629 mm.
Ecológicamente, de acuerdo a la clasificación de zonas de vida y el
diagrama bioclimático de Leslie R. Holdridge, Tingo María se encuentra en la
formación vegetal de Bosque muy húmedo Premontano Sub Tropical (bmhPST ).
3.2. Materiales y equipos
3.2.1. Material biológico
Muestras de Calycophyllum spruceanum (Bentham) Hooker F. ex Chuman
(capirona).
3.2.2. Material de campo
Libreta de apuntes, plumón indeleble, wincha de 30 m, machete, punzón,
calibradora de espesor, garlopa eléctrica, motosierra, sierra disco.
3.2.3. Material de laboratorio
Balanza eléctrica con precisión de 0.01g., cera parafina, desecador, estufa
eléctrica, hornilla eléctrica, micrómetro, punzón, soporte universal, vaso de
precipitación, agua destilada, vernier digital.
3.2.4. Material de gabinete
Cámara fotográfica, formularios, computadora.
3.3. Metodología
La metodología para ejecutar la presente tesis, estuvo regida a reglas, que se
basan en las normas del Instituto de Investigación Tecnológica Industrial y de
Normas Técnicas (ITINTEC) y Comisión Panamericana de Normas Técnicas
(COPANT).
3.3.1. Colección de muestras
Se coleccionaron cinco (05) árboles de Calycophyllum spruceanum (Bentham)
Hooker F. ex Chuman “capirona”, en una plantación de 8 años de edad que se
encontraron en la vía Tingo Maria – Huánuco en el campus de la Universidad
Nacional Agraria de la Selva (UNAS), a los cuales se midió el diámetro a la
altura del pecho (dap) y se determinó la orientación norte y sur de los árboles.
Esta fase se realizó siguiendo la metodología según norma ITINTEC 251. 008.
3.3.2. Talado, trozado y aserrío primario
Se realizó el tumbado correspondiente con la motosierra, cuidando la caída
mediante una orientación adecuada para que en el suelo se mida la altura
comercial y total. Luego se realizó el trozado de los árboles cada 2 m (cuatro
trozas por árbol), para obtener las muestras correspondientes.
3.3.3. Transporte
Las trozas fueron trasladadas con un tractor al Área de tecnología y
Aprovechamiento de la Madera de la Facultad de Recursos Naturales
Renovables. Posteriormente se aserraron longitudinalmente con motosierra, en
tres secciones, obteniéndose un tablón central y dos tapas laterales.
3.3.4. Obtención de probetas
Del tablón se obtuvo las viguetas para luego tener probetas con dimensiones
de 3 cm x 3 cm x 10 cm por cada troza respetando su dirección y orientación,
tal como se establece en la norma ITINTEC.
Cada probeta fue codificada cuidadosamente con un plumón indeleble, para
luego ser llevados al laboratorio para su análisis correspondiente. Estas se
codificaron de la siguiente manera: 111N (Nivel uno, troza uno, probeta uno,
Norte), 111S (Nivel uno, troza uno, probeta uno, Sur), 112N (Nivel dos, troza
dos, probeta dos, Norte), 112S (112S: Nivel dos, troza dos, probeta dos, Sur),
113N, 113S… haciendo las repeticiones de cada una de ellas.
3.4. Determinación de las propiedades físicas
Para los ensayos físicos se emplearon Normas ITINTEC.
3.4.1. Contenido de humedad
La determinación de esta propiedad se realizó siguiendo la norma ITINTEC
251.010 con probetas de 3x3 cm de sección transversal y 10 cm de longitud
se utilizaron 16 probetas por árbol.
Se calculo el contenido de humedad con la siguiente formula.
ph psh
CH S
x100
psh
Donde:
CH (s)
= Contenido de humedad en condición seca.
Ph
= Peso húmedo.
Psh
= Peso seco al horno
3.4.1.1. Método
Para la determinación del contenido de humedad (CH); se pesaron
cada una de las probetas en estado verde para obtener el peso húmedo (PH),
expresado en gramos y luego se colocaron en la estufa, seguidamente se
aplicó un calentamiento gradual de 40º, 60º, 80° y 103 ± 2 °C, dejando las
probetas a esta temperatura por un espacio de 24 horas, después se retiraron
las muestras de la estufa y se dejaron enfriar en el desecador por un espacio
de 10 minutos, luego se pesaron; una vez que se pesó se introdujo
nuevamente al horno por una hora; repitiendo este proceso hasta obtener un
peso constante o peso seco al horno (Psh).
3.4.2. Densidad básica
La determinación de esta propiedad se realizó siguiendo la norma ITINTEC
251.011 con probetas de 3x3 cm de sección transversal y 10 cm de longitud
se utilizaron 16 probetas por árbol.
La densidad se determinó con la siguiente formula.
Psh
DB
x100
Vh
Donde:
DB = Densidad básica.
Psh= Peso seco al horno.
Vh = Volumen húmedo.
3.4.2.1 Método
La densidad se determinó en base a la norma ITINTEC 251.011, se pesaron
las probetas en estado saturado para obtener el peso húmedo (PH).
El volumen húmedo (VH) se determinó en forma indirecta, sumergiendo la
probeta en un peso conocido de agua sin tocar el fondo del recipiente y se
registra el incremento de peso correspondiente, que presenta el volumen
desplazado por la probeta. Luego las probetas se colocaron en la estufa
aplicando un calentamiento gradual de 40°, 60°, 80° y 130 °C ± 2 °C
manteniendo en esta temperatura por 24 horas; se retiraron las probetas de la
estufa, se dejaron enfriar en el desecador y se pesaron. Se repitió el
tratamiento hasta obtener el peso constante. En esta forma se consiguió el
peso seco al horno (PSh).
Posteriormente las probetas fueron parafinados, para determinar el volumen
seco al horno (Vsh), en forma indirecta por inmersión en agua.
3.4.3. Determinación de la contracción
A partir de las viguetas seleccionadas según la Norma ITINTEC 251.008, se
prepararon las probetas de 3x3 cm de sección transversal y de 10 cm de
longitud. Fueron preparados de tal manera que dos de sus caras paralelas
entre si sean superficies tangenciales a los anillos de crecimiento, y las otra
dos caras resultaron en dirección paralela a los radios, con el eje longitudinal
de la probeta paralela a la dirección de las fibras.
La contracción total de la madera (desde húmeda a seco al horno), se calculó
con las fórmulas siguientes:
dth dtsh
CTt
x100
dth
Donde:
CTt = Contracción tangencial total.
Dth = Dimensión tangencial humedad.
Dtsh = Dimensión tangencial seca al horno.
La determinación de la contracción radial se realizó mediante la siguiente
fórmula:
drh drsh
CRt
x100
drh
Donde:
CRt = Contracción radial total.
Drh = Dimensión radial húmeda.
Drsh = Dimensión radial seca al horno.
La contracción longitudinal se determinó mediante la siguiente fórmula:
dlh dlsh
CLt
x100
dlh
Donde:
CLt = Contracción longitudinal total.
Dlh = Dimensión longitudinal húmeda.
Dlsh= Dimensión longitudinal seca al horno.
La determinación de la contracción volumétrica se efectuó de la
siguiente manera:
vh vsh
CVt
x100
vh
Donde:
CVt = Contracción volumétrica total.
Vh
Vsh
= Volumen húmedo.
= Volumen seco al horno
3.4.3.1. Método
Para determinación de la contracción se siguió la norma ITINTEC 251.012, se
identificaron y se marcaron las caras tangenciales (tg) y radiales (rd)
inmediatamente después de preparado las probetas se midieron en los puntos
centrales, se secaron las probetas en la estufa a una temperatura gradual de
40°, 60°, 80° y 130 °C ± 2 °C.
Después se enfriaron en el desecador las probetas y se midieron las
dimensiones tangenciales y radiales.
3.5. Análisis estadístico
Se utilizó el programa S.A.S, estableciendo para el análisis los datos de los
tipos de muestra con respecto a las propiedades físicas, un diseño en bloques
completamente al azar (DBCA) con sub unidades de muestreo, con cuatro
tratamientos y cinco bloques. Donde los tratamientos son las trozas (cuatro)
obtenidas cada dos metros de altura.
Para el análisis de los datos de cada factor con respeto a las propiedades
físicas se utilizó el mismo diseño, variando cada análisis en el número de
tratamientos dependiendo de los tipos de factores, para la comparación de
medidas se utilizó la prueba de DUNCAN (α = 0.05).
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. Densidad básica
En el Cuadro 1, se tiene los datos promedios de la densidad básica por
tratamiento y orientaciones así como los promedios totales de los tratamientos
y el promedio general de la densidad básica respectivamente.
Cuadro 1. Valores promedio de la densidad básica por tratamientos y
Orientación norte y sur de los 5 árboles de Calycophyllum
spruceanum.
TRATAMIENTOS
(i)
T-1
T-2
T-3
T-4
Prom. General
ORIENTACIÓN
N
0,657
0,618
0,637
0,633
0,636
S
0,627
0,643
0,645
0,657
0,643
Prom.total
0,642
0,630
0,641
0,645
0,640
Como podemos apreciar en el Cuadro 2, no hay diferencia estadística en los
tratamientos en lo que a densidad básica se refiere, lo cual nos demuestra que
los tratamientos son iguales estadísticamente.
Cuadro 2.
Prueba de significación de DUNCAN de los tratamientos del
análisis combinado en la densidad básica.
Tratamientos
T-4
T-1
T-3
T-2
Promedios
0,645
0,642
0,641
0,630
Significación
a
a
a
a
Figura 1. Densidad básica promedio de los niveles o tratamientos de las 5
especies de Calycophyllum spruceanum.
Según los resultados promedios del análisis combinado de la densidad básica
no hay diferencia estadística como se aprecia en el Cuadro 2 cuando se realiza
la prueba de DUNCAN.
Como observamos en la Figura 1 dentro de los tratamientos, vemos que el
valor promedio mayor se da en el tratamiento o nivel 4 el cual solo llega al
0,645 g/cm3, el tratamiento 3 es 0,641 g/cm3, el tratamiento 2 el menor valor
que es 0,630 g/cm3 y el tratamiento 1 es 0,642 g/cm3. Los cuales incrementan
su valor a mayor altura del árbol, coincidiendo con los resultados encontrados
por un grupo de investigadores que han estudiado la forma en que varia esta
característica a lo largo del árbol, llegando a la conclusión de que aumenta
desde la base hacia la copa (TUSSET y DURAN, 1980).
Como se puede notar según los resultados también merece citarse la influencia
de la orientación, que se manifiesta cuando una parte es favorecida en su
crecimiento por las condiciones del medio (por ejemplo, la acción del viento),
como hace referencia KOLLMANN (1959) en el Pino silvestre es aun más
marcada la disminución de peso de norte a sur, como se aprecia en el Cuadro
6.
El valor promedio general de la densidad básica de la capirona a una edad de 8
años es 0,64 g/cm3 como se aprecia en la Figura 1, este valor que está
relativamente alejado de 0,76 g/cm3 según la FAO (2002), estos datos
posiblemente se realizaron en diferentes edades del árbol.
El valor promedio de densidad básica numéricamente tiende a incrementarse
con respecto al incremento de la edad, esta tendencia es mencionada por
HAYGREEN y BOWYER (1982) manifiesta que la variación de densidades
entre plantaciones es atribuible mas a la edad que a la velocidad de
crecimiento.
Asimismo SOUDRE (2004) hace mención con respecto al incremento de la
edad en la especie de Cedrelinga cateniformis observándose la menor
densidad básica a los 9 años (0,30 g/cm 3) y la mayor a los 14 años (0,37
g/cm3).
4.2. Contenido de humedad
En el Cuadro 3 se tiene los datos promedios del contenido de humedad por
tratamiento y orientaciones así como los promedios totales de los tratamientos
y el promedio general de la densidad básica respectivamente
Cuadro 3. Valores promedio del Contenido de humedad por tratamientos y
orientación norte y sur de la especie Calycophyllum spruceanum.
TRATAMIENTOS
(i)
T-1
T-2
T-3
T-4
Prom. General
Cuadro 4.
ORIENTACIÓN
N
74,312
66,442
65,883
65,146
67,946
S
67,632
72,713
69,144
68,471
69.490
Prom.total
70,972
69,578
67,514
66,808
68,718
Prueba de significación de Duncan del análisis combinado de
contenido de humedad de los 5 árboles en estudio.
Tratamientos
T-1
T-2
T-3
T-4
Promedios
70,972
69,578
67,514
66,808
Significación
a
b
c
c
Como observamos en la Figura 2, dentro de los tratamientos, vemos que el
valor promedio mayor se da en el tratamiento o nivel 1 el cual solo llega a
70,97%, el tratamiento 2 es 69,58%, el tratamiento 3 es 67,51% y el tratamiento
4 es 66,81%. Como se observa en la figura el contenido de humedad en el
tronco del árbol varía según la altura.
Asimismo GREGORIEV (1985) manifiesta que la humedad de la albura en las
coníferas aumentan de abajo hacia arriba, mientras que la humedad de
duramen no cambia; en las latifoliadas la humedad de la albura no varía y la
humedad del duramen disminuye hacia arriba. Manifiesta también que el CH
tiene importancia en la utilización de la madera, ya que influye en el peso,
resistencia mecánica, contracción y expansión, conductibilidad térmica y
acústica, durabilidad, inflamabilidad y permeabilidad.
CH = 68,72 %
Contenido de Humedad (%)
Como se puede observar en el Cuadro 3 vemos que en la orientación norte el
contenido de humedad es menor 67,946% y en la orientación sur es mayor
69,490%. Un aumento en el contenido de humedad ocasionaría una densidad
muy alta (GRIOGORIEV 1985), como sucede con la orientación sur.
90,0
70,97
69,58
75,0
67,51
66,81
60,0
45,0
30,0
15,0
0,0
T-1
T-2
T-3
T-4
Niveles
Figura 2. Contenido de humedad promedio de los niveles o tratamientos de los
5 árboles de Calycophyllum spruceanum
4.3. Cambio dimensional
4.3.1. Contracción longitudinal
En el Cuadro 5 se tiene los datos promedios de la contracción longitudinal por
tratamiento y orientaciones así como los promedios totales de los tratamientos
y el promedio general de la densidad básica respectivamente.
Cuadro 5. Valores promedio de la contracción longitudinal por tratamientos y
en la orientación norte y sur de los 5 árboles de Calycophyllum
spruceanum.
TRATAMIENTOS
(i)
T-1
T-2
T-3
T-4
Prom. General
ORIENTACIÓN
N
0,267
0,171
0,208
0,237
0,221
S
0,260
0,169
0,173
0,179
0,195
Prom.total
0,264
0,170
0,190
0,208
0,208
4.3.2. Contracción Radial
En el Cuadro 6 se tiene los datos promedios de la contracción radial por
tratamiento y orientaciones así como los promedios totales de los tratamientos
y el promedio general de la densidad básica respectivamente.
Cuadro 6.
Valores promedio de la contracción radial por tratamientos y en la
orientación norte y sur de los 5 árboles Calycophyllum
spruceanum.
TRATAMIENTOS
(i)
T-1
T-2
T-3
T-4
Prom. General
ORIENTACIÓN
N
3,208
3,035
3,362
3,600
3,301
S
2,774
3,338
3,692
3,495
3,325
Prom.total
2,991
3,187
3,527
3,547
3,313
4.3.3. Contracción Tangencial
En el Cuadro 7 se tiene los datos promedios de la contracción tangencial por
tratamiento y orientaciones así como los promedios totales de los tratamientos
y el promedio general de la densidad básica respectivamente.
Cuadro 7. Valores promedio de la contracción tangencial por tratamientos y en
la orientación norte y sur de los 5 árboles Calycophyllum
spruceanum
TRATAMIENTOS
(i)
T-1
T-2
T-3
T-4
Prom. General
ORIENTACIÓN
N
6,879
6,612
6,220
5,872
6,397
S
7,853
6,609
6,484
5,956
6,726
Prom.total
7,366
6,610
6,352
5,914
6,561
Como observamos en el Cuadro 8, hay diferencia estadística en el tratamiento
1 con los demás tratamientos. Mientras que los tratamientos 2 y 3 no hay
diferencia estadística así como el tratamiento 3 y 4.
Cuadro 8. Prueba de significación de Duncan de la Contracción tangencial del
análisis combinado.
Tratamientos
T-1
T-2
Promedios
7,366
6,611
Significación
a
b
T-3
6,352
b
T-4
5,914
b
En los Cuadros 5, 6 y 7 el promedio general de la contracción
longitudinal es de 0,208%, siendo este valor despreciable en el secado de la
madera, la máxima contracción lineal, la experimentó el plano tangencial
siendo 6,561% más contráctil en relación al plano radial 3,313%. Las
diferencias entre las contracciones lineales se explican por la gran cantidad y
ancho de los rayos medulares y a la orientación de las fibrillas en la pared
celular y de las fibras (KOLLMANN y COTÉ, 1968); así mismo la menor
contracción en el plano radial, obedece al papel que desempeñan los radios al
restringir los movimientos dimensionales en esa dirección (BOYD, 1974). De
acuerdo a SOLANO (1998), la anisotropía es la característica que hace que la
madera al perder humedad varíe sus dimensiones en diferentes proporciones
en cada una de las tres direcciones (longitudinal, tangencial y radial). Esta
propiedad tiene que ver con los defectos que se presentan en la madera
durante el proceso de secado, ya que la mayoría de ellos son producidos por
efectos de las contracciones o disminuciones de dimensiones diferentes de
cada uno de los tres planos y se presentan después que la madera ha perdido
el agua libre y empieza a perder el agua higroscópica. La contracción
tangencial es mayor que la radial y esta mayor que la longitudinal pudiendo
decirse que la tangencial fluctúa entre 3,5% a 15%, la radial varía entre 2,4% a
11% y la longitudinal varía entre 0,1% a 0,9%. La relación entre la contracción
tangencial y la contracción radial es el coeficiente de estabilidad dimensional
(CED).
Figura 3.
Cambio dimensional promedio de los niveles de contracción
longitudinal, radial y tangencial de Calycophyllum spruceanum
Con respecto a la edad el valor promedio de la contracción tangencial, radial y
volumétrica tienden a incrementarse con respecto a la edad del árbol, como lo
manifiesta SOUDRE (2004), que la contracción tangencial, radial y volumétrica
tiende a incrementarse desde los 9 años (6,22%) hasta los 14 años (6,83%).
Según la FAO (2002), la capirona es una madera muy pesada, que presenta
contracciones tangencial 9,00%, radial 5,00% y la contracción volumétrica
15,00% es moderadamente estable. Para la resistencia mecánica se sitúa en el
límite de la categoría media a alta. Estos resultados son diferentes con
nuestros resultados debido a la edad del árbol.
4.3.4. Contracción volumétrica
En el Cuadro 9 se tiene los datos promedios de la contracción tangencial
por tratamiento y orientaciones así como los promedios totales de los
tratamientos y el promedio general de la densidad básica respectivamente
Cuadro 9. Valores promedio de la contracción volumétrica por tratamientos y
en la orientación norte y sur de los 5 árboles de Calycophyllum
spruceanum.
TRATAMIENTOS
(i)
T-1
T-2
T-3
T-4
Prom. General
ORIENTACIÓN
N
10,037
9,334
9,085
9,134
9,397
S
10,569
9,785
9,934
9,182
9,867
Prom.total
10,303
9,559
9,509
9,158
9,632
En el Cuadro 10, cuando analizamos la prueba de DUNCAN hay diferencia
estadística, el tratamiento 1 es diferente a los demás tratamientos en lo que a
contracción volumétrica se refieren, pero no hay entre los tratamientos 2 y 3.
Cuadro 10. Prueba de significación de Duncan de la Contracción volumétrica
Del análisis combinado.
Tratamientos
T-1
T-2
T-3
T-4
Promedios
10,302
9,559
9,509
9,158
Significación
a
b
b
c
La contracción volumétrica total de la madera de Calycophyllum spruceanum,
es de 9,632% lo cual la coloca dentro de la clasificación de la madera según la
contracción volumétrica en la clase de pequeña contracción de 10 a 5, madera
en trozos con pequeñas grietas que se pueden secar antes de su aserrío o
elaboración (PEREZ 1983).
Según la FAO (2002), la capirona tiene una contracción volumétrica de 15,00%
es moderadamente estable. Lo cual estaría dentro de la clasificación de la
madera según la contracción volumétrica en la clase de mediana contracción
de 15 a 10.1, madera en trozos con grietas medianas, pudiendo ser
conservada en trozos para estivación de minas y postes. Estos resultados son
diferentes con nuestros resultados debido a la edad del árbol.
Figura 4.
Contracción volumétrica promedio de los niveles o tratamientos de
los 5 árboles de Calycophyllum spruceanum.
4.3.5. Relación T/R
En el Cuadro 11 se tiene los datos promedios de la contracción radial por
tratamiento y orientaciones así como los promedios totales de los tratamientos
y el promedio general de las orientaciones así como el promedio general de la
densidad básica respectivamente.
Cuadro 11: Valores promedio de la relación T/R por tratamientos y en la
orientación norte y sur de los 5 árboles de Calycophyllum
spruceanum.
TRATAMIENTOS
(i)
T-1
T-2
T-3
T-4
Prom. General
ORIENTACIÓN
N
2,177
2,289
1,962
1,709
2,034
S
2,990
2,070
1,794
1,763
2,154
Prom.total
2,584
2,180
1,878
1,736
2,095
En el Cuadro 12, cuando analizamos la prueba de DUNCAN de los
tratamientos del análisis combinado observamos diferencia estadística el
tratamiento 1 con los demás tratamientos, pero entre 3 y 4 no los hay diferencia
estadística.
Cuadro 12. Prueba de significación de Duncan de la Relación T/R por
tratamientos del análisis combinado
Tratamientos
T-1
T-2
T-3
T-4
Promedios
2,584
2,178
1,878
1,736
Significación
a
b
c
c
Figura 5. Relación T/R promedio de los niveles o tratamientos de los 5
árboles de Calycophyllum spruceanum.
Como observamos en la Figura 5, vemos que relación T/R varia en los
tratamientos desde la base hacia la copa del árbol y observamos que el
tratamiento 4 ,3 y 2 van a tener un buen comportamiento al secado lo que no
sucede con el tratamiento 1 que tendrá mayor tendencia a rajaduras y
agrietamiento de la madera por tener una relación T/R muy elevada.
La relación entre la contracción tangencial y radial es llamada anisotropía y
generalmente varía de 1,5 a 2,5 tornándose en un índice muy importante en los
estudios de contracción de maderas ya que entre mayor sea esa relación,
mayor tendencia a la presencia de rajaduras y agrietamiento de la madera en el
proceso de secado (OLIVEIRA y SILVA, 2003).
KOLLMANN (1970) manifiesta que la relación de la contracción tangencial y
radial es un índice de la estabilidad de la madera. Cuando la relación (T/R) se
acerca a uno, la madera es más estable y tiene buen comportamiento al
secado.
Los valores encontrados en la relación de anisotropía
de la especie
Calycophyllum spruceanum (capirona) fue de 2,095 que de acuerdo a lo
mencionado por (OLIVEIRA y SILVA, 2003), la relación t/r esta en el rango de
1,5 a 2,5 por la cual la capirona no tendrá mayor tendencia a la presencia de
rajaduras y agrietamiento de la madera en el proceso de secado.
V. CONCLUCIONES
1.
2.
3.
4.
La densidad básica de la madera de Calycophyllum spruceanun a la edad
de 8 años es de 0,64 g/cm3 clasificándose como alta.
La densidad básica en la orientación sur es el que contiene mayor
densidad básica 0,643 g/cm3 y la menor en la orientación norte 0,636
gr/cm3 como se aprecia en el (Cuadro 6).
El contenido de humedad de la madera de Calycophyllum spruceanun a la
edad de 8 años es de 68,72%.
El contenido de humedad en la madera en la orientación sur es el que
contiene mayor cantidad de agua (69,490%), que en la orientación norte
(67,964%).
Los cambios dimensionales de Calycophyllum spruceanun a la edad de 8
años fueron: Contracción longitudinal 0,208%, la máxima contracción
lineal, la experimentó el plano tangencial siendo 6,561% más contráctil en
relación al plano radial 3,313%, la contracción volumétrica es de 9,636%
lo cual la coloca dentro de la clasificación de la madera según la
contracción volumétrica en la clase de pequeña contracción, que se
pueden secar antes de su aserrío, la relación de anisotropía es de 2.095%
lo cual se encuentra en el rango de 1,5 a 2,5 por lo cual la capirona no
tendrá mayor tendencia a la presencia de rajaduras y agrietamiento de la
madera en el proceso de secado.
Las contracciones según con la orientación norte y sur, las que tienen
menor contracción es en la orientación norte y mayores en la orientación
sur esto se debe a la correlación que existe entre la densidad y
contracción manifestando que las maderas con mayor densidad tienen
mayor contracción que las maderas de menor densidad.
VI. RECOMENDACIONES
1.
2.
3.
1.
2.
Es necesario investigar más sobre la evolución de las propiedades de la
madera con respeto a la edad, dado que es un factor que más influye en
las propiedades físicas. Asimismo es recomendable realizar la
caracterización anatómica de la madera, la cual ayudaría a reforzar los
resultados que se puedan obtener.
Las técnicas y procedimientos del manejo de bosques deben incluir
estudios tecnológicos de las especies, sobre todo si se tiene como fin el
aprovechamiento industrial. Esto permitirá conocer su evolución
tecnológica, con la posibilidad de analizar sus resultados conjuntamente
con el crecimiento volumétrico y fijar turnos apropiados para optimizar el
aprovechamiento del bosque.
Difundir toda información o estudio tecnológico, por lo menos a nivel
nacional para dar impulso y conocimiento de maderas de nuestra
Amazonia al mercado; así evitar el seleccionismo extractivo de algunas
especies.
VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Maderas. Universidad del Bio-Bio. Chile. 41p.
BOYD, J.D.1974 “Anisotropic shrinkage of wood: Identification of the
dominant determinants”.
3.
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Material de Apoyo en Propiedades Físicas y Mecánicas. Universidad
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ITINTEC. 1971. Instituto Tecnológico Industrial de Normas Técnicas.
Método de Determinación de Contenido de Humedad. Norma
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Proyecto de Norma Técnica Peruana 251.011. Lima Perú 7 p.
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KOLLMANN, F. (1970). Tecnología de la Madera y sus Aplicaciones.
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NACIONES
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